Sablier chimique : Quantité de matière - Exercice de chimie

Activité : La quantité de matière : Fabriquer un sablier chimique
Si la mesure de l’écoulement du temps a souvent intéressé les
physiciens, les chimistes ne sont pas en reste ! L’évolution de certaines
transformations chimiques est un moyen d’estimer des durées. Celle
mise en jeu dans la bouteille bleue en est un exemple.
Introduire 5,6 mol d’eau et 5,010-2 mol d’hydroxyde de sodium
dans un erlenmeyer.
 Y dissoudre 1,110-2 mol de glucose.
 Ajouter 5 gouttes de bleu de méthylène.
 Fermer l’erlenmeyer puis agiter pour observer une décoloration
 Lorsque le mélange est incolore, l’agiter de nouveau.
Comment déterminer les masses des entités chimiques pour réécrire le
protocole permettant de confectionner la bouteille bleue ?
Protocole
Erlenmeyer de 250 mL
Eprouvette graduée 100 mL
Pipette Pasteur
Balance
Spatule
Capsule de pesée
Entonnoir à solide
Eau osmosée
Solution aqueuse de
concentration en masse
Cm = 20 g.L-1 en hydroxyde de
sodium.
Glucose
Bleu de méthylène
Matériel
Données : Ecritures conventionnelles de noyaux : 𝐻
1
1et 𝑂
8
16
Masse d’un nucléon : mnucléon = 1,67 10-27 kg
Masses d’atomes : msodium = 3,82 10-26 kg ; mcarbone = 2,00 10-26 kg
Pictogramme de sécurité : hydroxyde de sodium NaOH
1) 1) a) REA Montrer que la
masse d’une molécule d’eau
est meau = 3,01  10-26 kg .
2) b) REA Calculer la masse
d’une entité NaOH et d’une
molécule de glucose
C6H12O6.
3)
4) 2) a) REA Calculer le
nombre d’entités NaOH et de
molécules d’eau à prélever.
5) b) REA En déduire les
masses correspondantes.
6) c) REA Vérifier que la
première étape du protocole
équivaut à prélever 100 mL
d’une solution aqueuse de
concentration en masse
Cm = 20 g.L-1 en hydroxyde
de sodium.
7)
8) 3) REA Déterminer la masse
d glucose à prélever.
9)
10) 4) COM Réécrire le protocole
expérimental en indiquant le
volume et les masses à
prélever.
11)
12) 5) REA a) Mettre en œuvre
le protocole expérimental, en
respectant les consignes de
sécurité.
13) VAL b) Justifier le fait
que la transformation
chimique mise en jeu dans la
bouteille bleue peut servir de
sablier chimique.
14)